Primer informe del género Gambierdiscus (Dinophyceae) y otros dinoflagelados bentónicos en el Parque Nacional Isla del Coco, Costa Rica, Pacífico Tropical Oriental / First report of the genus Gambierdiscus (Dinophyceae) and other benthic dinoflagellates from Isla del Coco National Park, Costa Rica, Eastern Tropical Pacific

The Eastern Tropical Pacific is a region reported as free of ciguatera poisoning that causes serious gastrointestinal, neural and cardiovascular problems, even death. But with this study we found a high incidence of benthic microalgae involved in ciguatera poisoning in Isla del Coco National Park (PNIC, from its name in Spanish), Costa Rica. Between 2006 and 2011, during expeditions to PNIC, 420 phytoplankton samples with the interest of finding benthic dinoflagellates involved in the ciguatera poisoning were collected and analyzed. Samples were taken with phytoplankton nets, towed vertically and horizontally or carried by diving, between 5 to 30 m depth, over reef areas, and by direct extraction from benthic macroalgae. We found the dinoflagellates Gambierdiscus spp., Coolia tropicalis, Coolia cf. areolota, Prorocentrum concavum, Prorocentrum compressum, Amphidinium carterae and Ostreopsis siamensis. The quantity of dinoflagellates by macroalgae weight was high, mainly for Gambierdiscus. Ostreopsis and Prorocentrum, the most widely distributed genera throughout the collection sites. Gambierdiscus is a ciguatera producing genus. Two different sizes of Gambierdiscus were found, and comparing our samples with other studies, we conclude that they are different to any previously reported. They possibly represent two new species. Coco Island is an oceanic island and because of its protection status, it is an ideal site for studying the evolution of marine phytoplankton. Also, long-term monitoring is important due to the variety of potentially toxic dinoflagellates living in this marine ecosystem. This is the first study to report benthic dinoflagellates implicated in ciguatera poisoning in other areas of the Eastern Tropical Pacific.

El Pacífico Tropical Oriental se ha indicado como una región de los océanos libre de ciguatera, una intoxicación que causa serios trastornos gastrointestinales, neurológicos y cardiovasculares, en casos extremos, la muerte. Pero con el presente estudio hemos encontrado una incidencia alta de microalgas bénticas involucradas en la producción de ciguatera en el Parque Nacional Isla del Coco (PNIC), Costa Rica. En campañas oceanográficas realizadas entre el 2006 y el 2011 al PNIC se recolectaron 420 muestras de fitoplancton con el interés de encontrar especies de dinoflagelados bentónicos implicados en la producción de ciguatera. Las muestras se tomaron con red de fitoplancton o mediante buceos, entre los 5 y 30 m de profundidad en zonas de arrecife y por extracción directa de macroalgas. Se encontró a los dinoflagelados Gambierdiscus spp., Coolia tropicales, Coolia cf. areolota, Prorocentrum concavum, Prorocentrum compressum, Amphidinium carterae y Ostreopsis siamensis. Se determinó que la cantidad de dinoflagelados por peso de macroalga era elevada, principalmente para el género Gambierdiscus. Los géneros Ostreopsis y Prorocentrum mostraron tener la mayor distribución en los sitios de colecta. Gambierdiscus es un género productor de ciguatera. Se encontraron dos tamaños diferentes de individuos de Gambierdiscus, Comparando los especímenes de Gambierdiscus encontradas con otros estudios, se concluye que son diferentes a las descritas anteriormente, por lo que podría tratarse de especies nuevas, lo que se confirmará con cultivos y análisis moleculares. Al ser la Isla del Coco un sitio oceánico aislado y en estado de conservación, es un sitio ideal para el estudio de la evolución de especies de fitoplancton marino. Además, el monitoreo a largo plazo es muy importante debido a la variedad de dinoflagelados bentónicos potencialmente tóxicos que habitan en este ecosistema marino. Este es el primer estudio donde se da a conocer la incidencia de dinoflagelados bentónicos implicados en ciguatera para el Pacífico Tropical Oriental.

Presencia de los dinoflagelados Ceratium dens, C. fusus y C. furca (Gonyaulacales: Ceratiaceae) en el Golfo de Nicoya, Costa Rica / Presence of the dinoflagellates Ceratium dens, C. fusus and C. furca (Gonyaulacales: Ceratiaceae) in Golfo de Nicoya, Costa Rica

Las proliferaciones algales nocivas (PAN) son un fenómeno frecuente en el Golfo de Nicoya. La morfología y fisiología de estas microalgas son muy importantes debido al hecho de que las especies involucradas en estos eventos presentan características adaptativas. PAN producidas por dinoflagelados del género Ceratium son comunes en algunas partes del mundo, sin embargo, a pesar del hecho de que la producción de altas concentraciones de toxinas paralíticas sólo se ha documentado a nivel experimental, éste género ha sido asociado con la mortalidad de organismos acuáticos y con la disminución en la calidad del agua, así como el responsable de la mortalidad de ostras y larvas de gambas. Algunas especies del género Ceratium han sido asociados con eventos de mortalidad en peces. Durante un reciente fenómeno PAN que ocurrió cerca de la Isla Tortuga en el Golfo de Nicoya, los pescadores en el área informaron muertes masivas de peces enjaulados. Se tomaron muestras de una PAN que producía una discoloración anaranjada en el agua y tenía un olor fétido. Estas muestras fueron procesadas para observar el detalle ultraestructural usando el microscopio electrónico. En muestras tomadas en superficie, los dinoflagelados observados fueron Ceratium furca, C. fusus y C. dens. El conteo celular reveló cuatro millones de células de este género por litro. Los cambios morfológicos de estas especies son muy variables; por consiguiente la microscopía electrónica es una herramienta muy útil en el estudio ultraestructural de estos organismos. Esta es la primera vez que tres especies del género Ceratium se conocen como productoras concurrentes de PAN en Costa Rica

Harmful Algae Blooms (HAB) are a frequent phenomenon in the Gulf of Nicoya, Costa Rica, as in other parts of the world. The morphology and physiology of these microalgae are important because HAB species have adaptive characteristics. The production of high concentrations of paralytic toxins by Ceratium dinoflagellates has only been documented at the experimental level. However, this genus has been associated with the mortality of aquatic organisms, including oyster and shrimp larva, and fish, and with decreased water quality. Recently, fishermen reported massive mortality of encaged fish near Tortuga Island (Gulf of Nicoya). Samples were taken from an algal bloom that had produced an orange coloration and had a strong foul-smelling odor. Ultrastructural details were examined with scanning electron microscopy. The dinoflagellates Ceratium dens, C. furca and C. fusus were found in samples taken at the surface. The cell count revealed four million cells of this genus per liter. The morphological variability of these species is high; therefore electron microscopy is an useful tool in the ultrastructural study of these organisms. This is the first time that three Ceratium species are reported concurrently producing harmful blooms in Costa Rica

Proliferaciones algales nocivas de cianobacterias (Oscillatoriaceae) y dinoflagelados (Gymnodiniaceae) en el Golfo de Nicoya, Costa Rica / Harmful blooms of cyanobacteria (Oscillatoriaceae) and dinoflagellates (Gymnodiniaceae) in the Golfo de Nicoya, Costa Rica

Recently, the Pacific coast of Costa Rica has experienced an increase in both magnitude and frequency of harmful algae blooms (HAB). The lack of data regarding the dynamics of these events in the area, and the species of microalgae that produce them, are themes of great interest. The blooms have produced negative impacts on fishery resources and on human health in Costa Rica. In May 2002 a HAB left a large number of dead fish along the central Pacific coast. Water samples were collected using a phytoplankton net and fixed for subsequent processing by electron microscopy. In addition, a one liter sample of surface water was taken for later cell count. In the observed HAB, the dominating organisms found were the cyanobacteria Trichodesmiun erythraeum surrounded by high concentrations of Gram - bacteria and the dinoflagellate Cochlodinium cf. polykrikoides. T. erythraeum, is one of the most important N 2 fixing cyanobacteria in marine waters that has been associated with HAB events in diverse parts of the world as well as with symptoms that produce contact dermatitis and other discomforts. C. cf. polykrikoides is a dinoflagellete associated with fish kills; although the type of associated toxins are unknown. In a national newspaper 17 cases of intoxication in humans were reported during this same period, which presented respiratory disorders and burning of the eyes. This is the first report in Costa Rica where a cyanobacteria and a dinoflagellate were observed together producing HAB

Recientemente, la costa del Pacífico de Costa Rica ha experimentado un aumento en magnitud y frecuencia de proliferaciones algales nocivas (PAN). La falta de datos con respecto a la dinámica de estos eventos en el área, y las especies de microalgas que los producen, son temas de mucho interés. Las PAN han producido impactos negativos en los recursos pesqueros y en la salud humana en Costa Rica. En mayo de 2002, una PAN se observó frente a las playas a lo largo del Pacífico central; además, se observó un gran número y diversidad de peces muertos. Las muestras de agua fueron recolectadas usando una red de fitoplancton y se fijaron para ser procesadas posteriormente con microscopía electrónica. Asimismo, se tomó un litro de muestra de la superficie para su posterior conteo celular. En la PAN observada, los organismos dominantes fueron la cianobacteria Trichodesmiun erythraeum, rodeada por altas concentraciones de bacterias Gram -, y el dinoflagelado Cochlodinium cf. polykrikoides. T. erythraeum, es una de las principales cianobacterias fijadoras de N2 atmosférico en aguas marinas, y se ha asociado con los eventos PAN en diversas partes del mundo, produciendo síntomas como dermatitis por contacto con la brisa marina y otras afecciones. C. cf. polykrikoides es un dinoflagelado asociado con mortalidad de peces; aunque el tipo de toxinas asociadas aún es desconocido. En un periódico nacional se reportaron 17 casos de intoxicación en humanos durante este mismo periodo de PAN, los afectados presentaron desórdenes respiratorios e irritación en los ojos. Éste es el primer informe en Costa Rica dónde se observaron cianobacterias y dinoflagelados juntos produciendo PAN. Este tipo de fenómenos debe analizarse y debe documentarse, para habilitar una comprensión en la dinámica y los factores asociados con el aumento de estos eventos en el Pacífico costarricense

Proliferaciones algales de la diatomea toxigénica Pseudo-Nitzschia (Bacillariophyceae) en el Golfo de Nicoya, Costa Rica / Algal blooms of the toxigenic diatom Pseudo-Nitzschia (Bacillariophyceae) in the Golfo de Nicoya, Costa Rica

En el mes de noviembre de 2001, se aisló de una marea roja cerca de la Isla San Lucas, las diatomeas Pseudo-Nitzschia pungens f. pungens seguida por Skeletonema costatum, Chaetoceros lorenzianus y en menor concentración Thalassiosira spp. las cuales fueron caracterizadas por microscopía electrónica de rastreo y transmisión, siendo esta la primera vez que se describe la presencia de estas especies produciendo proliferaciones en Costa Rica. Actualmente existe un aumento en el reporte de mareas rojas donde predominan las diatomeas, y los conteos celulares indican el aumento en el número de las especies conocidas como Pseudo-nitzschia pungens f. multiseries. A estas se les atribuye la producción del ácido domóico, un aminoácido de bajo peso molecular. Las intoxicaciones amnésicas por mariscos (IAM) que afectan a los humanos, se producen por la ingesta de mariscos contaminados con este ácido. En Costa Rica, hasta la fecha, solo se han reportado casos de intoxicación paralítica por mariscos contaminados por los dinoflagelados Pyrodinium bahamense var. compressum y Gymnodinium catenatum, sin embargo existe la posibilidad de producirse intoxicaciones humanas por la ingesta de mariscos y peces contaminados con toxinas amnésicas las cuales son hidrosolubles y termoestables. Debe entonces considerarse el peligro potencial de aparición de casos de intoxicaciones amnésicas y se sugiere la inclusión de estas especies en los programas de monitoreo permanente para tomar las medidas preventivas de salud pública

Water samples were collected during a red tide event in November 2001, near San Lucas Island (Gulf of Nicoya, Costa Rica). Superficial temperature was 27ºC and water was turbid, with no fetid smell. One sample was treated with negative staining and observed using a transmission electron microscope (TEM); another sample was observed using a scanning electron microscope (SEM). Samples had high concentrations of the diatom Pseudo-Nitzschia pungens f. pungens (characterized by two rows of poroids in the external channel), and lower concentrations of Skeletonema costatum (chains joined by external microtubules) and Chaetoceros lorenzianus (oval apertures and long chains, having setae with distinctive transverse rows and spines). This is the first time that the first species was described producing red tides in Costa Rica. However, reports about red tides with high concentration of species like P. pungens (variety multiseries) are increasing. These species have been related to the production of domoic acid, a low molecular weight amino acid which in humans can cause amnesic intoxications with seafood. Previously, Costa Rican reports of toxic accidents only referred to seafood contaminated with Pyrodinium bahamense var. compressum and Gymnodinium catenatum dinoflagellates. The increase in the number of Pseudo-Nitzschia causing harmful algae blooms is of interest for scientists around the world and must be documented. Similarly, some Chaetoceros species have been reported to be harmful to fish. We strongly recommend the establishment of a permanent surveillance program monitoring the presence of these species new at Costa Rican Pacific coast. Since the amnesic toxin is soluble in water and heat-resistant, we want to stress the possibility of having human cases of amnesic intoxication